《靜電除塵原理》

靜電除塵的原理1精選課件經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，意味著人們將越來(lái)越多的礦物資源轉(zhuǎn)化為工業(yè)原材料和產(chǎn)品，同時(shí)將越來(lái)越多的廢棄物拋向大自然。從工廠的煙囪中冒出的滾滾濃煙中就含有大量顆粒狀粉塵，它們嚴(yán)重污染了環(huán)境，影響到作物的生長(zhǎng)和人類(lèi)的健康。（如右圖）

采用除塵技術(shù)以后，從煙囪的排放物中，再也看不到濃黑的煙霧了。靜電除塵是被人們公認(rèn)的高效可靠的除塵技術(shù)。

我們先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬一下靜電除塵的全過(guò)程。

在模擬煙囪內(nèi)，可以看到，有煙塵從“煙囪”上飄出。加上電源，煙囪上面的煙塵不見(jiàn)了。如果撤去電源，煙塵又出現(xiàn)在我們眼前。（如下圖）2精選課件3精選課件通了電以后，粉塵哪里去了呢？我們先來(lái)看看靜電除塵裝置的結(jié)構(gòu)。

在煙囪的軸線上，懸置了一根導(dǎo)線，稱之謂電暈線；在煙囪的四周設(shè)置了一個(gè)金屬線圈，我們稱它為集電極。

直流高壓電源的正極接在線圈上，負(fù)極接在電暈線上，如下圖所示。4精選課件5精選課件可以看出，接通電源以后，集電極與電暈線之間就建立了一個(gè)非均勻電場(chǎng)，電暈線周?chē)妶?chǎng)最大。改變直流高壓電源的電壓值，就可以改變電暈線周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)實(shí)際電場(chǎng)強(qiáng)度與空氣的擊穿電場(chǎng)相近時(shí)空氣發(fā)生電離，形成大量的正離子和自由電子。自由電子隨電場(chǎng)向正極飄移，在飄移的過(guò)程中和塵埃中的中性分子或顆粒發(fā)生碰撞，這些粉塵顆粒吸附電子以后就成了荷電粒子，這樣就使原來(lái)中性的塵埃帶上了負(fù)電。在電場(chǎng)的作用下，這些帶負(fù)電的塵埃顆粒繼續(xù)向正極運(yùn)動(dòng)，并最后附著在集電極上。（集電極可以是金屬線圈，也可以是金屬圓桶壁）當(dāng)塵埃積聚到一定程度時(shí)，通過(guò)振動(dòng)裝置，塵埃顆粒就落入灰斗中。這種結(jié)構(gòu)也稱管式靜電除塵器。如下左圖所示。6精選課件7精選課件8精選課件對(duì)管式靜電除塵器中的電壓設(shè)置，我們可以等價(jià)于同軸電纜來(lái)計(jì)算。

如上右圖所示，分別表示電暈極與集電極的半徑，L及D分別表示圓筒高度及直徑。一般L為3-5m，D為200-300mm，故L>>D，此時(shí)電暈線外的電場(chǎng)可以認(rèn)為是無(wú)限長(zhǎng)帶電圓柱面的電場(chǎng)。設(shè)單位長(zhǎng)度的圓柱面帶電荷為。用靜電場(chǎng)高斯定理求出距軸線任意距離r處點(diǎn)P的場(chǎng)強(qiáng)為

（1）

式中為沿徑矢的單位矢量。

內(nèi)外兩極間電壓U與電場(chǎng)強(qiáng)度E之關(guān)系為

（2）

將式（1）代入式（2），積分后得

故

（3）

由于電暈線附近的電場(chǎng)強(qiáng)度最大，使它達(dá)到空氣電離的最大電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，就可獲得高壓電源必須具備的電壓

取

計(jì)算結(jié)果

若施加電壓U低于臨界值，則沒(méi)有擊穿電流(i=0)。

實(shí)現(xiàn)不了除塵的目的。

也就是說(shuō)，在這樣尺寸的除塵器中，通常當(dāng)電壓達(dá)到的數(shù)量級(jí)